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- 저자 : 채명선(Myeong-Seon Chae) (검색결과 5 건)
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두 개의 수평관에서 발생하는 자연대류 열전달에서 피치-직경비의 영향
채명선(Myeong-Seon Chae),강경욱(Gyeong-Uk Kang),정범진(Bum-Jin Chung) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.11
Natural convection heat transfer experiments from the two heated horizontal cylinders were performed varying the Pitch-to-Diameter ratio (P/D) from 1.02 to 9 at Pr of 4,173 and Ra 2.6×10? to 4.5×10¹?. Using analogy concept, heat transfer experiments were replaced by mass transfer experiments adopting copper electroplating system. The measured heat transfer rates for the lower cylinder at all cases agreed well with the heat transfer correlation developed on the single cylinder by Smith and Wragg. For laminar flow, the measured heat transfer rates of the upper cylinder was less than that of lower cylinder at the P/D less than about 3∼4. However, as the P/D increases, the heat transfer rates of upper cylinder increases. For turbulent flow, the heat transfer rates of upper cylinder was very near to that of lower cylinder when the P/D becomes near to unity. While as the P/D increases, the heat transfer rates of upper cylinder was always higher than that of the lower cylinder.
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엇갈리게 배열된 두 개의 수평관에서 수평 피치-직경비에 따른 자연대류 열전달 영향
채명선(Myeong-Seon Chae),허정환(Jeong-Hwan Heo),정범진(Bum-Jin Chung) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集B Vol.36 No.3
엇갈리게 배열된 두 개의 수평관의 수직 이격거리(Pv/D)와 수평 이격거리(Ph/D)를 변화시키며 자연대류 열전달을 실험적으로 측정하였다. 열/물질전달의 상사성을 이용하여 물질전달 실험을 수행하였고 난류영역까지 확장하였다. Pr 수 2,014, RaD 수 1.5×10?~2.5×10<SUP>10</SUP>, Pv/D는 1.02~5, Ph/D는 0~2 범위에서 수행하였다. 하단 수평관의 물질전달은 단일 수평관 상관식의 예측치와 일치하였다. 상단 수평관의 물질전달은 Pv/D가 작을 때, 하단 수평관에서 상승하는 플룸의 예열영향(Preheating effect)으로 인해 감소하였고, Ph/D가 증가하면 급격히 상승하였다. 그러나 Pv/D가 클 때, 상단 수평관의 물질전달은 하단 수평관의 플룸 속도영향으로 인하여 단일 수평관보다 컸고, Ph/D가 증가함에 따라 완만하게 감소하였다. Ph/D가 매우 증가하여도 굴뚝효과(Chimney effect)와 측면유동효과(Side flow effect) 인하여 상단 수평관의 열전달이 하단 수평관의 열전달보다 크게 나타났다. This study measured the natural-convection heat transfer of two vertically staggered cylinders with varying vertical pitch-to-diameter (Pv/D) and horizontal pitch-to-diameter (Ph/D) ratios. The measured heat-transfer rates for the lower cylinder agreed well with the existing heat-transfer correlations for a single cylinder. At the smallest Pv/D, the rising plume from the lower cylinder provides the upper cylinder with a preheated flow, and the heat-transfer rates of the upper cylinder decrease, but increase very sensitively with Ph/D. However, at the largest Pv/D, the velocity effect dominates, and the heat-transfer rates of the upper cylinder are larger than that of a single cylinder, and decrease less sensitively with Ph/D. Even if Ph/D is increased, the heat-transfer rate of the upper cylinder is higher than that of the lower cylinder because of the chimney and side flow effects. This work expanded the flow ranges to turbulent flows. The cupric acid-copper sulfate (H₂SO₄-CuSO₄) electroplating system was adopted for the measurements of the mass-transfer rates instead of the heat-transfer experiments based on the analogy concept. The measurements were made by varying Pv/D (1.02?5) and Ph/D (0?2) in both laminar and turbulent flows. The Rayleigh number ranged from 1.5×10? to 2.5×10<SUP>10</SUP>, and the Prandtl number was 2,014.
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나란히 수직으로 배열된 두 개의 수평관에서 피치-직경비에 따른 자연대류 열전달 영향
채명선(Myeong-Seon Chae),강경욱(Gyeong-Uk Kang),정범진(Bum-Jin Chung) 대한기계학회 2011 大韓機械學會論文集B Vol.35 No.4
수평으로 놓인 두 개의 원형관(Cylinder)에 대하여 Sc 수를 2,014 8,334, RaD 수를 1.5×10?~4.5×10<SUP>10</SUP>, 두 수평관의 피치-직경비를 1.02 9로 변화시키면서 자연대류 열전달 실험을 수행하였다. 유사성개념을 이용하여, 열전달 실험을 대신하여 황산-황산구리 수용액의 전기도금계를 이용한 물질전달 실험을 수행하였다. 실험결과 하단 수평관의 열전달 계수는 단일 수평관에 대한 상관식과 일치하였다. 층류에서 상단 수평관의 열전달은 이격된 거리가 수평관 지름의 1.5배 이하일 경우 하단 수평관의 열전달계수 보다 낮게 측정되었고, 그 이상에서는 높게 측정되었다. 그러나 난류에서는 두 수평관의 이격된 거리가 1에 가까울 경우에도 상단과 하단의 수평관의 열전달계수가 유사한 것으로 나타났으며, 이격 거리가 멀어지면 상단 수평관의 열전달계수가 하단의 그것보다 높은 것으로 나타났다. Natural convection heat transfer experiments from two parallel horizontal cylinders were performed varying the Pitch-to-Diameter ratio (P/D) of 1.02?9 at Sc of 2,014 to 8,334 and RaD of 1.5×10? to 4.5×10<SUP>10</SUP>. Mass transfer experiments that are analogous to the heat transfer experiments were performed using copper electroplating system. In all cases, the measured heat transfer rates for the lower cylinder agreed well with the existing heat transfer correlations developed from a single cylinder. For laminar flows, the measured heat transfer rates of the upper cylinder were less than those of the lower cylinder at P/D less than about 1.5. However, as the P/D increased, the heat transfer rates of the upper cylinder increased. For turbulent flows, the heat transfer rates of the upper cylinder were considerably similar to those of the lower cylinder when the P/D is approximately unity. In contrast, as the P/D increased, the heat transfer rates of the upper cylinder were always higher than those of the lower cylinder.
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다양한 우주방사선 환경과 차폐 조건에서 우주인이 받는 방사선 피폭량
채명선(Myeong-Seon Chae),정범진(Bum-Jin Chung) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.10
소유즈 우주선의 국제우주정거장(ISS) 여행 및 아폴로 우주선의 달 탐사 여행 시 우주인이 받는 방사선 피폭량을 계산하였다. 우주여행 시나리오에 따라 고도, 탑승 및 체류시간, 우주선과 우주복의 재질 및 두께 등을 고려하였다. 계산결과 우주선체와 우주복의 두께가 증가함에 따라 피폭량이 급격하게 감소하였다. 저궤도환경에서 소유즈 우주선의 국제우주정거장 여행 시 최적으로 줄이기 위한 우주선의 두께는 3 ㎝였다. 선외우주복에 대한 우주인의 피폭치를 계산한 결과, Mylar 재질은 4 ㎝ 이상, Demron 재질은 5 ㎝ 이상에서 피폭량이 평탄해졌다. 알루미늄이 코팅된 Mylar 재질이 고원자번호로 구성된 Demron 재질보다 차폐성능이 우수하였다. 국제우주정거장 여행 시 방사선 총 피폭량은 4.2x10<SUP>-6</SUP> Sv이며, 달 탐사에서 우주인의 방사선 총 피폭량은 4.3x10<SUP>-5</SUP> Sv였다. 한편 아폴로 우주선을 탑승한 우주인의 피폭량이 달 근처에서 높았는데 그 이유는 우주방사선이 달표 면의 입자와 충돌하여 2차 중성자와 양성자가 방출되어 달 표면에 방사능이 많기 때문이다. 본 연구의 계산절차와 결과는 우주선과 우주복의 차폐해석에 활용될 수 있을 것이다. Radiation exposures of an astronaut during the space travels to the International Space Station(ISS) of the Soyuz and the Moon of the Apollo, were calculated considering the altitude, boarding time, period of stay, kinds of spaceships and space suits. The calculated radiation exposures decrease dramatically according to the thickness of the shielding by the wall of the spaceships and by the space suits. For the space travel to the ISS of Soyuz at Low Earth orbit, the thickness of the spaceship required to optimally reduce the radiation exposure is 3 ㎝. For the Extravehicle Mobility Unit(EMU) the exposures are minimized at 4 ㎝ of the aluminized Mylar and 5 ㎝ of the Demron, respectively. The aluminized Mylar showed better radiation shielding than the Demron which contains the high Z materials. The radiation exposures of an astronaut were 4.2x10<SUP>-6</SUP> Sv for the ISS travel and 4.3x10<SUP>-5</SUP> Sv for the Moon explore. The high concentration of the high energy proton flux at the surface of the Moon results in high radiation exposure. The calculation scheme and results of this study can be used in the design of the shielding performance of a spaceship and space suits.
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